13.4电磁波的发现及其应用 课件（18张PPT）

(共18张PPT)
第4节 电磁波的发现及其应用
经过艰苦的探索，法拉第发现了电磁感应现象
。
法拉第
法拉第的线圈
第4节 电磁波的发现及其应用
I
B
+
+
+
+
+
变强
思考：这些电荷为什么会定向运动起来呢？
一个闭合线框静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内产生了感应电流？
I
B
+
+
+
+
+
E
变强
这个电场对导线中的自由电荷施加力形成电流。
麦克斯韦(1831.6.13 至1879.11.5)毕业于剑桥大学，英国物理学家、数学家。
变化的磁场在其周围产生了一个环形电场，
麦克斯韦把这个电场称之为感生电场
其电场线是闭合曲线
F
F
F
F
F
第4节 电磁波的发现及其应用
麦克斯韦根据对称和谐的观点又推测：变化的电场也能产生磁场。
根据以上两个基本论点，麦克斯韦进一步推断：
不均匀变化的电场会产生变化的磁场，变化的磁场又会产生变化电场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播。
第4节 电磁波的发现及其应用
一项伟大的预言：电磁波
赫兹的其他发现：
观察到了电磁波的反射，折射，干涉，偏振和衍射等现象。
测量出电磁波和光有相同的速度。
这样赫兹就证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
赫兹：1888年人类历史上捕捉到电磁波的第一人
麦克斯韦（1831 1879），出生于苏格兰爱丁堡，英国物理
学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。
1846年15岁就向爱丁堡皇家学院递交了一份科研论文。
1847年16岁中学毕业，进入爱丁堡大学学习，三年后大学毕业。
1850年19岁离开爱丁堡，到人才济济的剑桥大学三一学院数学系学习。
1855年24岁麦克斯韦发表了第一篇关于电磁学的论文《论法拉第的力线》。
1873年42岁出版的划时代的《电磁通论》，正式提出了电磁波的概念。
1879年48岁时因病与世长辞，那一年正好爱因斯坦出生。
1888赫兹用实验发现了人们怀疑和期待已久的电磁波。麦克斯韦的伟大遗愿终于实现。
麦克斯韦（1831 1879），出生于苏格兰爱丁堡，英国物理
学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。
智力发育格外早的麦克斯韦于1846年15岁就向爱丁堡皇家学院
递交了一份科研论文。1847年16岁中学毕业，进入爱丁堡大学学习
数学和物理。他是班上年纪最小的学生，但考试成绩却总是名列前茅。
他用三年时间就完成了四年的学业，相形之下，爱丁堡大学这个摇篮已经不能满足麦克斯韦的求知欲。为了进一步深造，1850年19岁离开爱丁堡，到人才济济的剑桥大学三一学院数学系学习。1855年24岁麦克斯韦发表了第一篇关于电磁学的论文《论法拉第的力线》。1873年42岁出版的划时代的《电磁通论》，被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。一般认为麦克斯韦是从牛顿到爱因斯坦这一整个阶段中最伟大的理论物理学家。1879年他在48岁时因病与世长辞,那一年正好爱因斯坦出生。
一、感生电场
3.特点:
1.定义：
2.方向:
变化的磁场在周围空间激发的电场(涡旋电场).
感应电流的方向.
变强
I
B
+
+
+
+
+
E
电场线是闭合的曲线.
静电场的电场线不闭合.
注意：
4.感生电动势：
由感生电场产生的电动势.
对应的非静电力就是感生电场对自由电荷的作用.
注意：
5.应用实例
---电子感应加速器
第4节 电磁波的发现及其应用
应用实例---电子感应加速器
电子感应加速器是用感生电场来加速电子的一种设备。
铁芯
电子束
环形真空
管 道
线圈
思考判断
(1)感生电场线是闭合的。( )
(2)只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。( )
(3)处于变化磁场中的导体，其内部自由电荷定向移动，是由于受到感生电场的作用。( )
√
√
√
一、感生电场
二、电磁波
（1）电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。
（2）在真空中的速度等于光在真空中的速度，C=3×108m/s。
（3）电磁波的传播不需要介质。
（4）会发生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等现象(光是电磁波)
第4节 电磁波的发现及其应用
1.特点：
电磁波与机械波比较
1.传播条件：机械波传播需要介质，而电磁波不需要介质。
2.传播规律：都遵循“V=λf=λ/T”这个关系式；且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。
3.传播本质：机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。
2.电磁波谱:
按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱。
二、电磁波
1.特点：
三、电磁波的应用
微波炉
GPS导航
医院中的CT检查
三、电磁波的应用
“隐形飞机”不能被敌方雷达监测，而雷达是靠发射电磁波来实现测位的。
射电望远镜通过收集来自外太空的电磁波来对外太空进行分析
三、电磁波的应用
电磁波通信
三、电磁波的应用